DE10062768A1 - Wärmepumpe - Google Patents
WärmepumpeInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B6/00—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
- F25B6/04—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits arranged in series
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
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- F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/06—Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/062—Capillary expansion valves
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Abstract
Bei einer Wärmepumpe mit einem Kältemittelkreislauf durch einen Wärmeübertrager WÜ 1 als Verdampfer, durch einen Kompressor V und mindestens einem der Kondensation dienenden Wärmeübertrager WÜ 2, WÜ 3 in Nutzungskreisen NK 2, NK 1 für die Warmwasserbereitung und die Heizung und durch ein folgendes Expansionsventil sowie mit einem zusätzlichen inneren Wärmetausch zwischen dem Kältemittel-Sauggas und dem Kondensat in einem Wärmeübertrager WÜ 4 können bei hohen Temperaturdifferenzen zwischen dem verdampfenden Kältemittel auf der Seite der Wärmequelle und dem Kondensat auf der Seite der Wärmesenke bzw. bei sehr niedrigen Temperaturen auf der Seite der Wärmequelle kritische Betriebszustände für den Kompressor auftreten. Um dieses zu vermeiden, ist ein in dieser kritischen Phase die Strömung des Kondensats durch den inneren Wärmeübertrager WÜ 4 begrenzender, diesen Wärmeübertrager WÜ 4 und das Expansionsventil EV umgehender Bypass By, vorzugsweise in Form einer Drosselkapillare, vorgesehen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
gemäß Patentanmeldung 100 29 655.6.
Wärmepumpen dieser Art besitzen einen Kältemittelkreislauf durch einen Verdampfer, in
welchem das Kältemittel verdampft und dabei Wärme aus der Umgebung aufnimmt (Wär
mequelle), einen Kompressor, in welchem das Kältemittel verdichtet wird, mit nachge
schalten Verbrauchern zur Abgabe der frei werdenden Kondensationswärme (Wärme
senke) und ein folgendes Expansionsventil zum Entspannen des Kältemittels, welches
dann wieder dem Verdampfer zuströmt. Gemäß der genannten Patentanmeldung erfolgt
ein zusätzlicher Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel-Sauggas auf der Seite der
Wärmequelle und dem Kondensat auf der Seite der Wärmesenke.
Der Betrieb einer solchen Wärmepumpe ist geprägt durch ein Parameterfeld in Bezug auf
Wärmequellen- und Wärmesenkentemperaturen. Mit sinkenden Wärmequellen- und stei
genden Wärmesenkentemperaturen steigen das Druckverhältnis und die Verdichtungs
endtemperatur an. Bei der hier beschriebenen Wärmepumpe können die Verdich
tungsendtemperaturen dann schnell kritische Werte erreichen. Grund sind die sich mit stei
genden Temperaturen verschlechternden Schmiereigenschaften des Öles (sinkende Vis
kosität) und die Gefahr der Verkokung des Öles. Bei Hermetikverdichtern bauen die Her
steller deshalb in der Regel Schwellwertschalter ein, die bei Erreichen einer bestimmten
Temperatur (z. B. 130-140°C) den Kompressor abschalten. Aber auch schon in einem
gewissen Temperaturbereich unterhalb dieser Schwellwerttemperatur, die quasi einer a
kuten Gefahrensituation für den Kompressor entspricht, ist ein längerer Betrieb nicht ohne
negative Auswirkungen auf die Ölstabilität und damit auf die Lebensdauer des Kompres
sors möglich (kritischer Temperaturbereich jeweils laut Herstellerangaben). Um das deutli
che Primärenenergieeinsparungspotenzial der Zweikreiswärmepumpe so weit wie möglich
ausnutzen zu können, muss die innere Wärmeübertragung bei niedrigen Wärmequellen
temperaturen und/oder bei hohen Wärmesenktemperaturen begrenzt werden, und zwar
um so mehr, je tiefer die Wärmequellentemperatur sinkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Wärmepumpe die
innere Wärmeübertragung bei hohen Temperaturdifferenzen zwischen der Wärmequelle
und der Wärmesenke, bzw. bei einer sehr niedrigen Wärmequellentemperatur, auf das
notwendige Maß zu begrenzen.
Die erfindungsgemäße Wärmepumpe besitzt die im Patentanspruch 1 genannten Merk
male.
Die angestrebte Begrenzung der inneren Wärmeübertragung in den genannten kritischen
Fällen kann am besten dadurch realisiert werden, dass nicht der gesamte Kältemit
telmassestrom an der inneren Wärmeübertragung teilnimmt. Ein geregelter Bypass würde
allerdings zu einer höheren Komplexität des Systems und vor allem zu einer Verteuerung
führen und ist daher nicht wünschenswert. Zu empfehlen ist dagegen ein ungeregelter By
pass parallel zum inneren Wärmeübertrager und zum Expansionsventil in Form einer
Drosselkapillare.
Drosselkapillaren werden in der Kältetechnik, z. B. in Kühlschränken, anstelle eines Expan
sionsventiles eingesetzt. Prinzipiell harmonieren die Wirkung und die Aufgabe der Kapillare
gut. Wenn beim Zweikreiswärmepumpenprozess ohne Kapillare die Verdichtungsendtem
peraturen hoch sind, lässt sich durch den Einsatz einer Bypasskapillare auch der Masse
strom durch den inneren Wärmeübertrager verringern. Durch die Wahl einer geeigenten
Kapillargeometrie lässt sich die Verdichtungsendtemperatur dort, wo sie kritische Werte
erreichen könnte, wirksam reduzieren, während sich die Kapillare andererseits dort, wo
eine maximale innere Wärmeübertragung mit resultierendem maximalen Anteil der Enthit
zung an der Heizwärme wünschenswert ist, nicht kontra-produktiv auswirkt.
Die Zeichnung stellt in einer einzigen Figur ein Wärmepumpenschema als Ausführungsbei
spiel der Erfindung dar.
Ein Kältemittelkreislauf führt durch eine Wärmequelle mit einem Wärmeübertrager WÜ 1
als Verdampfer, durch einen Kompressor V von dort durch eine Wärmesenke mit einem
Wärmeübertrager WÜ 2 in einem höher temperierten Nutzungskreis NK 2 für eine Warm
wasserbereitung und einem Wärmeübertrager WÜ 3 in einem niedriger temperierten Nut
zungskreis NK 1 für den Heizbetrieb und anschließend durch ein Expansionsventil EV. In
einem inneren Wärmeübertrager WÜ 4 tritt Sauggas aus dem Verdampfer mit Kondensat
aus dem Kondensator in einen hocheffizienten Wärmetausch.
Um bei niedrigen Wärmequellentemperaturen (Verdampfungstemperaturen) und/
oder bei hohen Wärmesenkentemperaturen (Temperaturen des Kondensats) die
Wärmeübertragung im inneren Wärmeübertrager WÜ 4 zu begrenzen, ist ein den
inneren Wärmeübertager WÜ 4 und das Expansionsventil EV umgehender Bypass
By in Form einer Drosselkapillare vorgesehen. Die Auswirkung auf den Gesamtpro
zess ist von dem Durchmesser und der Länge der Kapillare abhängig
Claims (2)
1. Wärmepumpe mit einem Kältemittelkreislauf durch einen Wärmeübertrager WÜ 1
als Verdampfer, durch einen Kompressors V und mindestens einem der Kondensation die
nenden Wärmeübertrager WÜ 2, WÜ 3 in Nutzungskreisen NK 2, NK 1 für die Warmwas
serbereitung und die Heizung und durch ein Expansionsventil EV sowie mit einem zusätzli
chen inneren Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel-Sauggas und dem Kondensat in
einem Wärmeübertrager WÜ 4 gemäß Patentanmeldung 100 29 655.6,
gekennzeichnet durch einen bei einer hohen Temperaturdifferenz zwischen der Ver
dampfungs- und der Kondensatseite, bzw. bei sehr niedrigen Verdampfungstemperaturen,
die Strömung des Kondensats durch den inneren Wärmeübertrager WÜ 4 begrenzenden,
diesen Wärmeübertrager WÜ 4 und das Expansionsventil EV umgehenden Bypass By.
2. Wärmepumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass By als ungeregelter Bypass in Form einer Dros
selkapillare gestaltet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000162768 DE10062768A1 (de) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | Wärmepumpe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000162768 DE10062768A1 (de) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | Wärmepumpe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10062768A1 true DE10062768A1 (de) | 2002-06-20 |
Family
ID=7667425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000162768 Withdrawn DE10062768A1 (de) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | Wärmepumpe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10062768A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10213339A1 (de) * | 2002-03-26 | 2003-10-16 | Gea Happel Klimatechnik | Wärmepumpe zum gleichzeitigen Kühlen und Heizen |
DE102005040456A1 (de) * | 2005-08-26 | 2007-03-01 | Bernhard Wenzel | Kältemittelkreislauf für eine Wärmepumpe |
GB2453515A (en) * | 2007-07-31 | 2009-04-15 | Space Engineering Services Ltd | Vapour compression system |
DE102020206823A1 (de) | 2020-06-02 | 2021-12-02 | BSH Hausgeräte GmbH | Haushaltsgerät, insbesondere wäschetrockner, mit einer wärmepumpe umfassend eine expansionseinrichtung |
-
2000
- 2000-12-15 DE DE2000162768 patent/DE10062768A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10213339A1 (de) * | 2002-03-26 | 2003-10-16 | Gea Happel Klimatechnik | Wärmepumpe zum gleichzeitigen Kühlen und Heizen |
DE102005040456A1 (de) * | 2005-08-26 | 2007-03-01 | Bernhard Wenzel | Kältemittelkreislauf für eine Wärmepumpe |
GB2453515A (en) * | 2007-07-31 | 2009-04-15 | Space Engineering Services Ltd | Vapour compression system |
DE102020206823A1 (de) | 2020-06-02 | 2021-12-02 | BSH Hausgeräte GmbH | Haushaltsgerät, insbesondere wäschetrockner, mit einer wärmepumpe umfassend eine expansionseinrichtung |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BBT THERMOTECHNIK GMBH, 35576 WETZLAR, DE |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ROBERT BOSCH GMBH, 70469 STUTTGART, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination |